發(fā)電機逆功率保護學習 發(fā)電機逆功率保護 　　發(fā)電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言，發(fā)電機的功率方向應該為由發(fā)電機流向母線，但是當發(fā)電機失磁或其他某種原因，發(fā)電機有可能變?yōu)殡妱訖C運行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時，發(fā)電機的保護動作，或動作于發(fā)信號或動作于跳閘。 　1、概述說明 　　并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)電機，在汽輪機的主汽門關閉之后，便作為同步電動機運行：吸收有功功率而拖著汽輪機轉動，可向系統(tǒng)發(fā)出無功功率。由于汽輪機主汽門已關閉，汽機尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風損耗，長期運行過熱而損壞。燃氣輪機和水輪機也主要是對原動機的損害。發(fā)電機逆功率保護主要保護汽輪機不受損害。 　　對汽輪機逆功率保護的整定計算，就是要確定該保護的動作功率Pdz及動作延時t。 　　1、動作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機逆功率保護的動作功率可按下式計算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護的動作功率 Krel-可靠系數(shù)，取0.8 P1-主汽門關閉后，汽輪機維持同步轉速旋轉所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機的結構及容量有關之外，還與汽輪發(fā)電機的主蒸汽系統(tǒng)的結構(管道結構及有無旁路管道等)有關，一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機拖動汽輪發(fā)電機旋轉時的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機的額定功率。 實際中，Pdz=可取1~1.5%PN。 　　2、動作延時發(fā)電機逆功率保護的動作延時，應按照汽輪發(fā)電機主汽門關閉后允許運行的時間來整定，該允許時間一般為10~15min。計算及運行實踐表明，當汽輪機蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時，允許運行時間還要長一些。 因此，若按照汽輪機主汽門關閉之后允許運行的時間來整定保護的動作延時，可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。 　　另外，投運的大型汽輪發(fā)電機，多采用逆功率保護去啟動程序跳閘回路，此時，動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護，由于動作時間短，在主汽門點閉后很短的時間內(nèi)，由于汽輪機及發(fā)電機的慣性，實際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應大于1%PN。 　　2、原理介紹 　　當發(fā)電機出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機，也就是發(fā)電機變成電動機工況)，逆功率保護動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號。 　　由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機。利用水利資源和水輪機配合，可以制成水輪發(fā)電機;由于水庫容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉速各異的水輪發(fā)電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機配合，可以制成汽輪發(fā)電機，這種發(fā)電機多為高速電機(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、風能、原子能、地熱、潮汐、生物能等能量的各類發(fā)電機。 此外，由于發(fā)電機工作原理不同又分作直流發(fā)電機，異步發(fā)電機和同步發(fā)電機。在廣泛使用的大型發(fā)電機都是同步發(fā)電機。 　　何為逆功率? 　　眾所周知，發(fā)電機的功率方向應該由發(fā)電機方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當汽輪機失去原動力，而發(fā)電機出口開關又未能跳閘，則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機，即發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C在運行。此時發(fā)電機從系統(tǒng)中吸取有功功率，此即為逆功率。 　　逆功率的危害 　　發(fā)電機逆功率保護是汽輪機由于某種原因導致主汽門關閉而失去原動力時，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C帶動汽輪機旋轉，汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉會引起鼓風摩擦，特別是在末級葉片可能會引起過熱，導致轉子葉片的損壞事故。 　　所以說逆功率保護實則是對汽輪機無蒸汽運行的保護。 　　發(fā)電機的程序逆功率保護 　　發(fā)電機程序逆功率保護主要是防止發(fā)電機在帶有一定負荷的情況下，突然跳開發(fā)電機出口開關而汽輪機主汽門又未能全部關閉的情況。在此情況下，汽輪發(fā)電機組極易發(fā)生超速，甚至飛車。為避免此種情況，對于非短路故障的某些保護，動作信號發(fā)出后，先作用于關閉汽輪機主汽門，待發(fā)電機逆功率繼電器動作后，與主汽門關閉的信號組成與門，經(jīng)一短時限組成程序逆功率保護，動作作用于全停。 　　逆功率保護與程序逆功率保護的區(qū)別 　　逆功率保護是為了防止逆功率后，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C，帶動汽輪機旋轉，造成汽輪機的損壞。歸根到底，是怕原動機動力不足，反被系統(tǒng)帶著跑! 　程序逆功率保護是為了防止發(fā)電機組突然解列后，主汽門未完全關閉，導致汽輪機超速，從而利用逆功率來規(guī)避。歸根到底，是怕原動機動力太足導致機組超速! 　　所以說嚴格意義上來說，逆功率保護是發(fā)電機繼電保護的一種，但主要是保護汽輪機。而程序逆功率保護不是一種保護而是為了實現(xiàn)程序跳閘而設置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應用于停機方式。 　　關鍵的是逆功率只要定值達到就會跳閘，而程序逆功率除了定值達到，還要求汽機主汽門關閉，所以說在機組啟動過程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動作。

發(fā)電機無觸點點火系統(tǒng)之所以應用較廣是因為這個原因 無觸點磁電機點火系統(tǒng) 無觸點磁電機點火系統(tǒng)是通過觸發(fā)線圈（傳感器）獲取觸發(fā)電流的，通過控制晶體管或晶閘管來控制點火線圈初級電流的通斷，使次級線圈產(chǎn)生高電壓。無觸點磁電機點火系統(tǒng)又稱為磁電機半導體點火系統(tǒng)，簡稱PEI。無觸點點火系統(tǒng)無需保養(yǎng)，成本不高，技術上也不復雜，所以應用較廣。現(xiàn)在的小型柴油機幾乎全部都使用這種無觸點磁電機點火系統(tǒng)。 無觸點磁電機點火系統(tǒng)按照點火能量儲存方式的不同，可分為電感式和電容式兩種。目前，在小型柴油機（摩托車和柴油發(fā)電機組）上廣泛使用的是電容式。電容式點火系統(tǒng)是以磁電機為電源，將點火能量儲存在電容器中的點火系統(tǒng)，簡稱CDT點火系統(tǒng)。根據(jù)觸發(fā)線圈結構形式的不同，CDT點火系統(tǒng)又分為帶觸發(fā)線圈的CDI點火系統(tǒng)和不帶觸發(fā)線圈的CDI點火系統(tǒng)。下面以帶觸發(fā)線圈的CDT點火系統(tǒng)為例講解無觸點磁電機點火系統(tǒng)的工作原理。 電容放電無觸點磁電機點火系統(tǒng)主要由磁電機、電子點火器、點火線圈和火花塞等組成。 （1）電機 磁電機是永磁交流發(fā)電機的簡稱，它是點火系統(tǒng)和其他用電設備的電源。磁電機是借 磁鐵轉子繞定子旋轉時，使固定在定子上的線圈切割磁力線而發(fā)電。根據(jù)轉子和定子的相互位置，磁電機可分為如下兩種類型：內(nèi)轉子式磁電機和外轉子電機。 摩托車和機組等用的磁電機轉子常與飛輪做成一體。常用的四極外轉子裝在飛輪內(nèi)，在飛輪上固定四塊尺寸、形狀相同，用鐵氧體材料制成的磁鐵，并沿徑向充磁，相鄰磁鐵的極性相反。飛輪體為導磁良好的低碳鋼，是磁路的組成部分。 在作為定子的底板上固定著充電線圈、觸發(fā)線圈和信號、照明線圈等。充電線圈向點火系統(tǒng)電子點火器中儲能電容器充電。觸發(fā)線圈輸出觸發(fā)脈沖送出點火信號。信號、照明線圈分別向摩托車信號系統(tǒng)和照明系統(tǒng)供電。 四極外轉子磁電機，轉子旋轉180°，穿過定子線圈鐵芯的磁通和產(chǎn)生的感應電動勢變化一個周期。也就是說，轉子每轉一周，線圈上的磁通和感應電動勢變化兩個周期。 （2）電子點火器 電子點火器的全部電子元件通常都封裝在一起。其工作過程可分三個階段：充電、觸發(fā)和放電。 ①充電 充電線圈的感應電動勢是正、負交變的。當其電動勢在圖示的上端為正時，經(jīng)二極管向儲能電容器充電到所需的點火電能。在充電回路中，點火線圈的匝數(shù)少，電感不大，它對電容器充電沒有明顯的影響。 磁電機在低速段，隨著轉速的升高，充電線圈的電動勢增大，電容器上的端電壓迅速上升。在高速段，雖充電線圈電動勢繼續(xù)增大，但由于充電時間縮短和充電線圈中的自感電動勢增加，電容器上的端電壓反而下降，這對點火系統(tǒng)的高速性能不利。 采用小容量的電容器可提高點火系統(tǒng)的高速性能。因為電容器的充電時間常數(shù)與電容器的容量成正比。減小電容量，可以減小充電時間常數(shù)，加快電容器的充電，電容器端電壓得以。當點火開關閉合時，則充電線圈搭鐵，電容器不能充電，點火系統(tǒng)停止工作。 ②觸發(fā) 來自觸發(fā)線圈上的電子點火器的觸發(fā)信號通過由觸發(fā)線圈電動勢的正端一二極管VD2一限流電阻R1—R2、C2組成的高通濾波器（使觸發(fā)電流更陡一些）一曰日日閘管SCR控制極（和R3）一觸發(fā)線圈電動勢的負端的觸發(fā)電流，使晶閘管SCR導通。限流電阻R1的作用是限制觸發(fā)電流，使其不超過晶閘管的允許值。分流電阻R3用以調(diào)整并穩(wěn)定觸發(fā)電流。二極管VD2阻止觸發(fā)線圈L4的負脈沖加于晶閘管SCR控制極上。為滿足柴油機在啟動等低速時的點火要求，觸發(fā)線圈L4的匝數(shù)較多。 ③放電 晶閘管SCR觸發(fā)導通時，電容器上的電能經(jīng)晶閘管SCR陽極、陰極向點火線圈初級繞組Ll迅速放電，點火線圈鐵芯磁通迅速變化，在次級繞組上感應出使火花塞產(chǎn)生電火花的高壓。 點火提前角由飛輪、曲軸及充電線圈、觸發(fā)線圈的相互安裝位置決定。對四極外轉子式磁電機而言，飛輪旋轉一周，充電線圈、觸發(fā)線圈產(chǎn)生兩次正脈沖，電容完成充、放電兩個循環(huán)，晶閘管導通兩次，火花塞跳火兩次。對于二沖程柴油機來說，有一次是多余的，但沒有壞處，因為它是發(fā)生在排氣沖程。但對四沖程柴油機來說，則產(chǎn)生4次點火，有3次是多余的，這些多余的跳火會影響柴油機的正常工作。為此，常在飛輪外邊緣安裝單獨的觸發(fā)線圈的磁鐵，使觸發(fā)線圈在飛輪旋轉一圈中產(chǎn)生一個脈沖，火花塞只跳火一次。 電容放電式點火系統(tǒng)能產(chǎn)生快速上升的高電壓；能有效地抑制高壓點火電路中諸如火花塞積炭污染出現(xiàn)的電氣故障；在高轉速，觸發(fā)脈沖電壓升高，晶閘管控制極觸發(fā)電壓提前到達，晶閘管提前導通，點火可自動提前，這使電容放電式點火系統(tǒng)在高速范圍能產(chǎn)生一個穩(wěn)儲能量，增大點火電壓和點火能量。其主要缺點是電壓上升快產(chǎn)生過大的無線電干擾；放電時間短，火花持續(xù)僅0.1~0.3ms，不能保證混合氣特別是稀混合氣的完全燃燒，不但增加了有害氣體的排放量，而且惡化了燃油經(jīng)濟性，所以其使用范圍受到較大限制。